高中物理第二章恒定电流章末检测卷选修31教案.docx
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高中物理第二章恒定电流章末检测卷选修31教案
第二章恒定电流
（时间：
90分钟 满分：
100分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）
1.两个小灯泡，分别标有“1A 4W”和“2A 1W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为（ ）
A.2∶1B.16∶1
C.4∶1D.1∶16
答案 B
解析 由P＝I2R知：
R＝
，所以R1∶R2＝
∶
＝16∶1.
2.在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（ ）
A.0.24JB.0.25J
C.0.26JD.0.28J
答案 C
解析 根据W＝UIt可得每秒单片单晶硅太阳能电池产生的能量为W＝0.6×0.1×1J＝0.06J，设太阳能每秒照射的能量为Q，则由能的转化和守恒定律得Q×23%＝W，所以Q≈0.26J.
3.如图1，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，
与
分别为理想电压表与理想电流表.初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）
图1
A.
的读数变大，
的读数变小
B.
的读数变小，
的读数变大
C.
的读数变小，
的读数变小
D.
的读数变大，
的读数变大
答案 D
4.在如图2所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障（ ）
图2
A.R1短路
B.R2短路
C.R3短路
D.R1断路
答案 A
解析 若R1短路，则外部电路的电阻只有R3，故总电阻减小，总电流变大，电流表的示数变大，电压表的示数变大，A对；若R2短路，电流表的示数为零，故B错；若R3短路，电压表的示数为零，故C错；若R1断路，电流表的示数为零，D错.
5.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系图如图3所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大，可采用的接法是（ ）
图3
A.将R1、R2串联后接到电源两端
B.将R1、R2并联后接到电源两端
C.将R1单独接到电源两端
D.将R2单独接到电源两端
答案 C
解析 由图可知，R1＝0.5Ω，R2＝1Ω，电源内阻r＝0.5Ω，电源的输出功率随外电阻的变化而变化，当R外＝r时，电源的输出功率最大，因而R1单独接到电源两端时，电源输出功率最大.
6.如图4所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙两个电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为14V.调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2.则下列关系中正确的是（ ）
图4
A.P1＞P2B.P1＜P2
C.P1＝P2D.无法确定
答案 A
解析 设灯泡的额定电流为I0，额定电压为U0，则P1＝（8－U0）·2I0＝16I0－2U0I0，P2＝（14－2U0）·I0＝14I0－2U0I0，所以P1＞P2，故选项A正确.
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分）
7.如图5所示，平行板电容器两极板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（ ）
图5
A.电压表读数减小
B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动
D.R3上消耗的功率减小
答案 AD
解析 根据电路图，电阻R2与滑动变阻器R4接入电路的部分串联后，再与R3组成并联电路，最后并联部分再与电阻R1串联接入电源两端，电压表测量滑动变阻器R4接入电路部分的电压，电流表测量流过电阻R2的电流，电容器两极板间的电压等于并联部分的电压，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的电阻R并减小，干路电流I增大，并联部分电压U并＝E－I（r＋R1）减小，所以电容器两极板间的电压减小，极板间场强减小，电场力小于重力，质点P向下运动，选项C错误；电阻R3两端电压减小，流过R3的电流I3减小，R3上消耗的功率P3＝I
R3减小，选项D正确；流过R3的电流I3减小，流过R2的电流I2＝I－I3增大，所以电流表读数增大，选项B错误；流过R2的电流I2增大，R2两端的电压U2＝I2R2增大，而并联部分的电压U并减小，所以，滑动变阻器R4接入电路部分的电压U4＝U并－U2减小，电压表读数减小，选项A正确.
8.某学生做研究串联电路电压特点的实验时，接成如图6所示的电路，接通S后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，故障的原因可能是（ ）
图6
A.AB段断路B.BC段断路
C.AB段短路D.BC段短路
答案 AD
解析 由题意可得UAB＝UAC＝U，说明由A、B分别至电源的线路均已接通.若BC段完好，则AB段断路；若BC段短路，则AB段可能断路，也可能完好.又由题述得UBC＝0，因而可能AB段断路，或BC段短路，也有可能出现两者同时发生的情况.分析时考虑要全面，要把故障的可能原因全部找出来，不要漏掉正确选项.
9.如图7所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出，闭合开关S，下列说法正确的有（ ）
图7
A.路端电压为10V
B.电源的总功率为10W
C.a、b间电压的大小为5V
D.a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A
答案 AC
解析 外电路的总电阻R＝
Ω＝10Ω，总电流I＝
＝1A，则路端电压U＝IR＝10V，A对；电源的总功率P总＝EI＝12W，B错；a、b间电压大小为|Uab|＝0.5×15V－0.5×5V＝5V，C项对；a、b间用导线连接后，外电路的总电阻为R′＝2×
Ω＝7.5Ω，电路中的总电流I＝
≈1.26A，D项错误.
10.如图8所示的电路，电源内阻不计，R为阻值未知的定值电阻，当在a、b间分别接入R1＝10Ω，R2＝18Ω的电阻时，理想电压表的示数分别为U1＝10.0V，U2＝10.8V，则（ ）
图8
A.电源的电动势为E＝12V，电阻R＝2Ω
B.当在a、b间接入R3＝2Ω的电阻时，电源的输出功率一定最大
C.当在a、b间接入C＝2μF的电容器时，电容器所带电荷量为2.4×10－5C
D.当在a、b间接入线圈电阻为R0＝1Ω，额定功率为9W的电动机时，电动机恰能正常工作，则通过电动机线圈的电流为3A
答案 AC
解析 根据U1＝
，U2＝
，代入数据，解得E＝12V，R＝2Ω，所以选项A正确；因为电源内阻不计，所以其输出功率P＝EI，可见，电流越大，电源的输出功率越大，选项B错误；当在a、b间接入C＝2μF的电容器时，电容器两端电压U＝E＝12V，所以电容器所带电荷量Q＝CU＝2.4×10－5C，选项C正确；假设选项D正确，即电流I＝3A时，电动机恰好正常工作，其功率为P动＝9W，那么电源的输出功率为P总＝EI＝36W，电阻R消耗的热功率为PR＝I2R＝18W，显然P动＋PR≠P总，所以假设错误，选项D错误.
三、实验题（本题共2小题，共13分）
11.（6分）某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：
电压表V1（量程0～3V，内阻等于3kΩ）
电压表V2（量程0～15V，内阻等于15kΩ）
电流表A1（量程0～200mA，内阻等于10Ω）
电流表A2（量程0～3A，内阻等于0.1Ω）
滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流2A）
滑动变阻器R2（0～1kΩ，额定电流0.5A）
定值电阻R3（阻值等于1Ω）
定值电阻R4（阻值等于10Ω）
定值电阻R5（阻值等于1kΩ）
电源E（E＝6V，内阻不计）
（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.
（2）该同学描绘出的I－U图象应是下图中的________.
答案
（1）见解析图
（2）B
解析
（1）用电压表V1和定值电阻R5串联，可改装成量程为U＝
（rg＋R5）＝
×（3＋1）V＝4V的电压表；用量程为200mA的电流表A1与定值电阻R4并联可改装为量程为I＝Ig＋
＝0.2A＋
A＝0.4A的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法，电路图如图所示.
（2）小灯泡的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的I－U图象应该是B.
12.（7分）某同学要测量一电压表的内阻，所备器材如下：
A.待测电压表V（量程3V，内阻未知）
B.定值电阻R0（阻值2kΩ）
C.电池组E（电动势略小于3V，内阻忽略不计）
D.多用电表
E.开关S1、S2，导线若干
（1）该同学想利用多用电表粗测电压表的内阻，请将以下主要操作步骤补充完整：
Ⅰ.对多用电表进行机械调零
Ⅱ.将选择开关拨到“×1k”的欧姆挡上
Ⅲ.将红、黑表笔短接，进行欧姆调零
Ⅳ.将图9甲中多用电表和电压表连接，其中红表笔应接电压表的________极（选填“正”或“负”）.
Ⅴ.正确连接后，发现指针偏转较大，换用“×100”的欧姆挡，应先________，再次测量，多用电表刻度盘上的指针位置如图乙所示，测量结果是________.
图9
（2）为了更精确测量此电压表的内阻，该同学设计了如图丙所示的实验电路图，请在图丁上用笔画线代替导线进行实物连接.该同学首先闭合S1，读电压表示数U1；再闭合S2，读电压表示数U2，则电压表内阻RV＝________（用U1、U2、R0表示）.
答案
（1）Ⅳ.负 Ⅴ.欧姆调零 3000Ω
（2）见解析图
R0
解析
（1）根据多用电表的工作原理可知，红表笔与电源的负极相连，黑表笔与电源的正极相连，所以为保证电压表指针正向偏转，应将多用电表的红表笔接电压表的负极；当改变不同倍率的欧姆挡后，由于欧姆表内阻发生了变化，因此在测量之前必须进行欧姆调零这项操作；多用电表刻度盘上的指针位置如题图乙所示，测量结果是3000Ω.
（2）如图所示，只闭合S1时，电压表与电阻串联，当S1和S2都闭合时，电压表测电源的电动势（电源内阻忽略不计），因串联电路中总电压等于各分电压之和，U2＝
（R0＋RV），则电压表内阻RV＝
R0.
四、计算题（本题共4小题，共47分）
13.（10分）在研究微型电动机的性能时，可采用如图10所示的实验电路.当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻.
图10
答案 22.0W 2Ω
解析 当电流表和电压表的示数为0.5A和1.0V时，电动机停止工作，只有其内阻消耗电能，其阻值：
r＝
＝
Ω＝2Ω.
当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0A和15.0V，则电动机的总功率：
P总＝U2I2＝15.0×2.0W＝30.0W
线圈电阻的热功率：
P热＝I
r＝2.02×2W＝8.0W
所以：
P出＝P总－P热＝30.0W－8.0W＝22.0W.
14.（12分）如图11所示的电路中，电源的电动势E＝12V，内阻未知，R1＝8Ω，R2＝1.5Ω，L为规格“3V 3W”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光.（不考虑温度对灯泡电阻的影响）求：
图11
（1）灯泡的额定电流和灯丝电阻；
（2）电源的内阻；
（3）开关S闭合时，灯泡实际消耗的功率.
答案
（1）1A 3Ω
（2）1Ω （3）0.48W
解析
（1）灯泡的额定电流I0＝
＝
A＝1A
灯丝电阻RL＝
＝
Ω＝3Ω
（2）断开S时，灯L正常发光，即I1＝I0，根据闭合电路欧姆定律E＝I0（R1＋RL＋r）
得r＝
－（R1＋RL）＝[
－（8＋3）]Ω＝1Ω
（3）闭合S时，设外电路总电阻为R外
R外＝
＋R1＝9Ω
干路电流为I总＝
＝1.2A
灯泡两端的电压UL＝I总·
＝1.2V
灯泡实际消耗的功率P＝
＝0.48W.
15.（12分）如图12所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求：
图12
（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）滑动变阻器的最大阻值.
答案
（1）20V 20Ω
（2）5Ω （3）300Ω
解析
（1）由题图乙中AB线延长，交U轴于20V处，交I轴于1.0A处可知电源的电动势E＝20V，内阻r＝
＝20Ω.
（2）当P滑到R3的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U2＝4V、I2＝0.8A，
得R2＝
＝5Ω.
（3）当P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外＝16V，I总＝0.2A，所以R外＝
＝80Ω.
因为R外＝
＋R2，所以滑动变阻器的最大阻值为R3＝300Ω.
16.（13分）在如图13所示的电路中，电阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，R3＝4Ω.当开关K断开时，电流表示数为0.25A，当K闭合时，电流表示数为0.36A.求：
图13
（1）开关K断开和闭合时的路端电压U及U′；
（2）电源的电动势和内阻；
（3）开关K断开和闭合时内阻上的热功率P及P′.
答案 见解析
解析
（1）K断开时：
U＝I（R2＋R3）＝3V，
K闭合时：
U′＝I′R2＝2.88V.
（2）K断开时：
外电路总电阻R＝
＝6Ω，
K闭合时：
外电路总电阻R′＝
＝4.8Ω.
由闭合电路欧姆定律：
E＝U＋
r，
E＝U′＋
r，
代入数据解得：
E＝3.6V，r＝1.2Ω.
（3）K断开时：
I总＝
＝0.5A，
内阻上的热功率P＝I
r＝0.3W；
K闭合时：
I总′＝
＝0.6A，
内阻上的热功率P′＝I总′2r＝0.432W.
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